Fizika-mustaqil-ish pdf

---

MAVZU: AES.Energiya manbalari muammolari. Termoyadroviy reksiyalar,yulduzlar energiyasi
Atom elektr stansiyasi (AES) — Texnologik sxemasi ClaySecurityissiqlik elektr stansiyalari turiga
kiruvchi elektr stansiya. Oddiy issiqlik elektr stansiyalari (TES)da koʻmir, neft, qoramoy (mazut) va
gaz yoqilsa, Atom Elektr Stansiyasida yoqilgʻi sifatida uran ishlatiladi. Atom Elektr Stansiyasining
asosiy qismi atom qozoni, yaʼni atom reaktori. Atom Elektr Stansiyasida, koʻpincha, atom
reaktorlarining. 4 tipi qoʻllaniladi: 1) Suv-suvli (bunda susaytirgich moda oʻrnida ham, issiqlik
eltuvchi modda oʻrnida ham oddiy suv ishlatiladi); 2) Grafit-suvli (suv — issiklik eltuvchi, grafit esa
susaytiruvchi boʻladi); 3) Ogʻir suvli (oddiy suv issiqlik eltuvchi, ogʻir suv esa susaytiruvchi); 4)
Grafit-gazli (gaz — issiqlik eltuvchi, grafit — susaytiruvchi). Zamonaviy atom energetikasida asosan
uran235 dan foydalaniladi. Uning tabiiy zaxirasi unchalik katta emas, organik yoqilgʻining esa atigi
10 % ini tashkil kiladi. Bu miqdor atom energetikasini yoqilgʻi bilan uzoq vakdtacha taʼminlay
olmaydi. Yadro yoqilgʻisi sifatida qoʻllaniladigan plutoniy-239 va uran-233 olish uchun xom ashyo
hisoblanadigan uran-238 bilan toriy-232 ning zaxirasi yer bagʻrida yetarli miqdorda. Bu yadro
yoqilgʻilari yerdagi energetik resursni taxminan. 1000 baravar oshiradi. Hozirgi yoqilgʻi ishlab
chiqaradigan koʻpaytiruvchi atom reaktorlarida yoqilgʻi miqdorini ishlash jarayonida orttirish
mumkin. Masalan, ikki marta koʻpaytirish uchun taxminan. 10 yilgacha vaqt kerakligi maʼlum.
Demak, odamzod atom yoqilgʻisisiz qolmaydi.Atom energiyasi xalqaro agentligining xabar
berishicha, 1985-yil oxirida dunyoning 26 mamlakatida atom elektr stansiyalarida umumiy quvvati
248577 MVt boʻlgan 374 reaktor ishlab turgan. Shulardan umumiy quvvati 77851 MVT boʻlgan 93
reaktorli AQSH birinchi oʻrinda, qolganlari esa Fransiya (37533 MVT), sobiq SSSR (26803 MVT),
Yaponiya (23665 MVT), sobiq GDR (16429 MVT) va Angliya (10120 MVT). Dunyoning koʻplab boshqa
mamlakatlarida ham Atom Elektr Stansiyasilar ishlab turibdi. Hozirgi vaqtda xalq xoʻjaligining elektr
energiyasidan foydalanmaydigan biror sohasini topish qiyin. Shuning uchun elektr energiyasi ishlab
chiqarish yildan yilga ortib bormoqda. Masalan, 1980-yilda dunyoda ishlatilgan elektr energiyasining
5,6 %, 1985-yilda — 10,8 % va 1988-yilda-27 % Atom Elektr Stansiyasilarda ishlab chiqilgan.
Atom elektr stansiyalari bor mamlakatlar.
AES ishlatiladi, yangi energobloklar qurilmoqda.
AES ishlatiladi, yangi energobloklar qurilishi rejalashtirilgan.
AES yoʻq, stansiyalar qurilmoqda.
AES yoʻq, qurilish rejalashtirilgan.
AES ishlatiladi, yangilarini qurish rejalashtirilmagan.
AES ishlatiladi, miqdori CLAYSECURITYrejalashtirilgan.
Fuqaro yadro energetikasi taqiqlangan.
AES yoʻq.
Taqqoslash uchun 1987-yil AQSH ishlatgan energiyasining 19 %, Buyuk Britaniyada 19 %,
Yaponiyada 30 %, GFRda 34 %, Fransiyada 76 % Atom Elektr Stansiyasilarda ishlab chiqilgan. Lekin
1986-yil aprelda Chernobil (sobiq SSSR) Atom Elektr Stansiyasida boʻlib oʻtgan katta avariya butun
dunyo Atom Elektr Stansiyasilar kurilishi rejalarini buzib yubordi. AQSHda qurilish ishlari
sekinlashtirildi, Skandinaviya mamlakatlarida esa butunlay toʻxtaldi. Ammo yer yuzidagi energiya
manbalari hisoblanmish — neft, gaz, koʻmir zaxiralari cheklanganligidan Atom Elektr Stansiyasilarni
takomillashtirishdan boshqa iloj yoʻq. Atom energiyasi manbai uran va toriyning yer yuzidagi
zaxiralari dunyo xalqlarining energiyaga boʻlgan talabini bir necha ming yillar davomida qondirib
turish uchun yetarlidir. Kelajakda Atom Elektr Stansiyasilar yetarli darajada rivojlanadi va dunyo
mamlakatlarining umumiy energetika balansida yetakchi oʻrinni egallaydi.
Energiya ishlab chiqarish uchun tabiiy resurslar - yoqilg'i, gidroenergetika, atom energiyasi,
shuningdek, muqobil energiya turlari ishlatiladi. Ko‘pchilik sanoat tarmoqlarining joylashuvi elektr
energiyasining rivojlanishiga bog‘liq. Mamlakatimizda yoqilg'ining ulkan zaxiralari bor - energiya
manbalari... Rossiya dunyodagi etakchi energiy a davlatlaridan biri edi, bo'ladi va bo'ladi. Va bu
nafaqat mamlakatda o'z ehtiyojlarini to'liq qondirish va qo'shni davlatlarga eksport qilish uchun

---

etarli bo'lgan dunyodagi ko'mir zaxirasining 12%, neftning 13% va tabiiy gazning 36% zaxiralari
borligi uchungina emas. Rossiya, birinchi navbatda, yoqilg'i -energetika kompleksining noyob ishlab
chiqarish, ilmiy -texnik va kadrlar salohiyatini yaratish hisobiga dunyoning etakchi energetik
kuchlaridan biriga aylandi.
Xom ashyo muammosi
Mineral resurslar- insoniyat tsivilizatsiyasining rivojlanishining deyarli barcha bosqichlarida asosiy
manbai, boshlang'ich asosi:
- yoqilg'i minerallari;
- ma'danli minerallar;
- Metall bo'lmagan minerallar.
Hozirgi energiya iste'moli tezligi oshib bormoqda. Energiyani tejaydigan texnologiyalarni
takomillashtirish hisobiga elektr energiyasi iste'molining o'sish sur'ati biroz pasayishini hisobga
olsak ham, elektr xomashyosi zaxiralari maksimal 100 yil davom etadi. Biroq, zaxiralar tarkibi va
organik xom ashyo iste'moli o'rtasidagi tafovut vaziyatni yanada og'irlashtirmoqda. Shunday qilib,
qazib olinadigan yoqilg'i zaxiralarining 80% ko'mir va faqat 20% neft va gaz, zamonaviy energiya
sarfining 8/10 qismi esa neft va gazdir.
Natijada, vaqt oralig'i yanada qisqaradi. Biroq, bugungina insoniyat amalda cheksiz bo'lgan
mafkuraviy g'oyalardan qutulmoqda. Mineral resurslar cheklangan, deyarli o'zgarmasdir.
Energiya muammosi.
Bugungi kunda jahon energetikasi energiya manbalariga asoslangan:
- yonuvchan minerallar;
- yonuvchi organik minerallar;
- Daryolar energiyasi. Energiyaning noan'anaviy shakllari;
- Atom energiyasi.
Yerning yoqilg'i resurslari narxining hozirgi o'sish sur'ati bilan qayta tiklanadigan energiya
manbalaridan foydalanish muammosi tobora dolzarb bo'lib, davlatning energetik va iqtisodiy
mustaqilligini tavsiflaydi.
IESning afzalliklari va kamchiliklari.
TPP afzalliklari:
1. Gidroelektrostantsiyalarda elektr energiyasi narxi juda past;
2. Gidroelektrostantsiyalar generatorlari energiya sarfiga qarab tezda yoqilishi va o'chirilishi
mumkin;
3. Havoning ifloslanishi yo'q.
TPPning kamchiliklari:
1. Gidroelektrostantsiya qurilishi boshqa energiya manbalariga qaraganda ko'proq vaqt va qimmat
bo'lishi mumkin;
2. Suv omborlari katta maydonlarni qamrab olishi mumkin;

---

3. To‘g‘onlar urug‘lanish joylariga boradigan yo‘lni to‘sib, baliqchilikka zarar yetkazishi mumkin.
Gidroelektrostantsiyalarning afzalliklari va kamchiliklari.
Gidroelektr stantsiyalarining afzalliklari:
- ular tez va arzon narxda qurilgan;
- ular doimiy rejimda ishlaydi;
- deyarli hamma joyda joylashtirilgan;
- Rossiya Federatsiyasining energetika sohasida issiqlik elektr stantsiyalarining tarqalishi.
Gidroelektrostantsiyalarning kamchiliklari:
- ko'p yoqilg'i sarflang;
- ta'mirlash vaqtida uzoq to'xtashni talab qiladi;
- atmosferada juda ko'p issiqlik yo'qoladi, atmosferaga juda qattiq va zararli gazlar chiqariladi;
- Atrof -muhitni ifloslantiruvchi asosiy moddalar.
Dunyoda elektr energiyasi ishlab chiqarish tarkibida birinchi o'rin issiqlik elektr stantsiyalariga (IES)
tegishli - ularning ulushi 62%.
Qayta tiklanadigan energiya manbalari va qazib olinadigan yoqilg'iga alternativa
gidroenergetika hisoblanadi. Gidroelektrostantsiya (GES)- suv oqimi energiyasini energiya manbai
sifatida ishlatadigan elektr stantsiyasi. Gidroelektrostantsiyalar odatda to'g'on va suv omborlari
bo'lgan daryolarda quriladi. Gidroenergetika - qayta tiklanadigan daryo, to'lqin, geotermal suv
resurslaridan foydalanish hisobiga elektr energiyasini ishlab chiqarish. Qayta tiklanadigan suv
manbalaridan foydalanish suv toshqinlarini boshqarishni, daryolar tubini mustahkamlashni, suv
resurslarini qurg'oqchilikdan aziyat chekkan hududlarga o'tkazishni, er osti suvlari oqimini saqlashni
nazarda tutadi.
Biroq, bu erda ham energiya manbai ancha cheklangan. Buning sababi shundaki, katta daryolar,
qoida tariqasida, sanoat markazlaridan uzoqda yoki ularning imkoniyatlaridan deyarli foydalaniladi.
Shunday qilib, hozirgi vaqtda jahon energiya ishlab chiqarishining qariyb 10 foizini ta'minlaydigan gi
droenergetika bu ko'rsatkichni sezilarli darajada oshira olmaydi.
Atom elektr stansiyalarining muammolari va istiqbollari
Rossiyada atom energiyasining ulushi 12%ga etadi. Rossiyada qazib olingan uran zaxiralari 15
trillion elektr potentsialiga ega. kVt / soat, bu bizning barcha elektr stantsiyalarimiz 35 yil davomida
ishlab chiqaradigan quvvat. Bugungi kunda faqat atom energiyasi
uchun qodir va qisqa muddat issiqxona effekti fenomenini zaiflashtiradi. AES xavfsizligi - dolzarb
muammo. 2000 yil atom elektr stantsiyalarini standartlashtirish va radiatsion xavfsizligini
ta'minlashning tubdan yangi yondashuvlariga o'tishning boshlanishi bo'ldi.
Dunyoda atom energetikasining 40 yillik rivojlanishi davomida dunyoning 26 mamlakatida 400 ga
yaqin energiya bloklari qurilgan. Yadro energiyasining asosiy afzalliklari yuqori rentabellik va
atmosferaga yonish mahsuloti chiqindilarining yo'qligi; asosiy kamchiliklari - baxtsiz hodisada
yadroviy yoqilg'ining parchalanishi natijasida atrof -muhitning radioaktiv ifloslanishi va ishlatilgan
qayta ishlash muammosi. yadro yoqilg'isi.
TERMOYADROVIY REAKSIYALAR
Termoyadroviy reaksiya yoki yadroviy sintez deb ikki yoki undan ortiq atom yadrolarining qoʻshilib,
ogʻirroq yadro hosil qilish jarayoniga aytiladi. Bu jarayon davomida materiya butunligicha
saqlanmay, massaning bir qismi energiyaga aylanib, ajralib chiqadi. Bu reaksiya faol yulduzlarni
quvvatlaydi. Termoyadroviy reaksiya yadroviy reaksiyaning bir turidir.Termoyadro reaksiyalari - juda
yuqori temperaturalarda yengil atom yadrolarining oʻzaro birikish jarayoni. Vodorodning 2 izotopi

---

N2 (deyteriy) va N3 (tritiy) 1 kg aralashmasining oʻzaro birikish reaksiyasi .N2!,H3^2He4Q()n’Q17,5
MeV natijasida 801012 kal issiklik ajralib chiqadi. Bu 1 kg uran U235 yadrosining boʻlinishida ajralib
chiqadigan energiyadan 4 marta yoki 10 mln. kg kumir beradigan issiklik miqdoriga tengdir.
Reaksiyaga kirishuvchi yadrolar birbiriga YU15 m masofaga yaqinlashganda ular orasida yadro
kuchlari tufayli oʻzaro taʼsir yuzaga keladi. Yadrolarning bunday yaqin kelishiga ular orasida itarish
kuchlari toʻsqinlik qiladi. Bu qarshilikni yengish uchun yadrolar taxminan bir necha yuz mln. gradus
temperaturaga moye katta tezlik bilan harakatlanishi kerak. Faqat ayrim Termoyadro reaksiyalari
natijasida yengil atom yadrosi boʻlinib bir necha yadrolarni hosil qilishi va juda koʻp miqdorda
energiya ajralib chiqishi mumkin.
Termoyadro reaksiyalari natijasida asosan, yadrolarning qoʻshilib bitta kattaroq yadroning hosil
boʻlishi kuzatiladi. Yengil yadrolar ancha past temperaturalarda ham qoʻshilishi mumkin. Chunki
zarralarning tezliklar boʻyicha taqsimoti tasodifiy boʻlgani tufayli, energiyasi oʻrta qiymatdan ortiq
boʻlgan biror miqdor yadrolar gʻar doim boʻladi. Bundan tashqari, yadrolar tunnel effekt natijasida
ham qoʻshilishi mumkin, bu hol juda muhimdir. Chunki tunnel effekt va boshqa kvant temperatura
meʼyorini ancha kamaytiradi. Shu sababli, baʼzi Termoyadro reaksiyalari 107K tartibdagi
temperaturalardayoq yetarlicha intensiv ravishda yuz beradi.
Ayniqsa, deyteriy va tritiy yadrolari sintezi uchun sharoit yaratish qulay, chunki ular orasidagi
reaksiya rezonans xarakterga ega (,N2 va ,N3 yadrolarining birikishi uchun 7G+2O1O6K yetarli).
Ana shu moddalar vodorod bombasi (yaʼni termoyadro bombasi) zaryadini tashkil qiladi. Bunday
Termoyadro reaksiyalarini amalga oshirish uchun kerak boʻladigan temperaturani kuchli lazerlar
bilan plazmani bir vaqtda nurlantirish yoki atom parchalanishi reaksiyasi natijasida hosil boʻlishi
mumkin.
Atomvodorod bombasining portlashi jarayonida ajralib chiqqan issiqlik miqsori 50 mln. t trotil
quvvatidan yuqoridir. Ammo vodorod bombasidagi portlash 1 mikrosekunddan kam vaqt davom etadi
va undagi Termoyadro reaksiyalarini boshqarish murakkab muammodir. Termoyadro reaksiyalari
borishini juda kichik vaqt davomida boshqarish termoyadro reaktorlari yordamida amalga oshiriladi.
"Ogra", "Alfa", "Tokamak" (Sobiq SSSR), "Zeta", "Skeptr" (Angliya), "Kolumbus", "Stellyator" (AQSH)
termoyadro reaktorlarining vakillaridir. Reaktor Termoyadro reaksiyalari beruvchi yoqilgʻi gazi bilan
yuqori bosimlar ostida toʻldirilib, elektr razryadi yoki lazer nuri yordamida yoqilgʻi plazmasi hosil
qilinadi. Plazma temperaturasini meʼyor darajasigacha koʻtarish, uni ushlash va boshqarish
Termoyadro reaksiyalari hosil boʻlishda muhimdir. "Tokamak" reaktorida plazmani 70 mln. K gacha
qizdirish amalga oshirildi. Bu Termoyadro reaksiyalarini boshkarish mumkinligini isbotladi.
Boshqariladigan termoyadro reaksiyalarini amalga oshirish uchun biror hajmda 108K tartibli
temperatura gʻosil qilish va uni shu darajada sakGʻtb turish zarur. Bunday temperaturada har
qanday moddadan idish devorlari bugʻlanib ketadi. Termoyadro reaksiyalarini hosil qilish uchun
kameradagi plazmaning temperaturasi va katta zichligini maʼlum vaqt saqlash bilan birga
plazmaning kamera ichki devoriga taʼsirini keskin kamaytirish muammosi mavjud. Shu sababli,
reaksiya kamerasi kuchli magnit maydoni taʼsirida boʻladi va bu maydon plazmani kamera markaziga
siqib boraveradi. Boshkariladigan termoyadro sintezini amalga oshirish insoniyatga bitmastugalmas
energiya manbaini bergan boʻlar edi. Shuning uchun, boshkariladigan Termoyadro reaksiyalarini
amalga oshirish borasida koʻp mamlakatlarda ishlar olib borilmoqda.
YULDUZLAR ENERGIYASI
Yulduzlar energiyani turli yo'llar bilan chiqaradilar:
1. Massiv bo'sh elektromagnit nurlanish fotonlaridan ko'proq baquvvat gamma nurlaridan tortib
kamroq energiyali radioto'lqinlargacha (sovuq materiya fotonlarni ham nurlantiradi; modda

---

qanchalik sovuq bo'lsa, fotonlar ham shunchalik zaif). Ko'rinadigan yorug'lik bu nurlanishning bir
qismidir.
2. Massasi bo'lmagan boshqa zarralar, masalan neytrino va gravitonlar.
3. Yuqori energiyali zaryadlangan zarralar shaklida, asosan protonlar, ammo har xil atom yadrolari
va boshqa turdagi zarralar kamroq bo'ladi. Ular kosmik nurlardir.
Atmosfera chiqaradigan barcha zarralar (fotonlar, neytrinolar, gravitonlar, protonlar va boshqalar)
kosmosda izolyatsiya qilingan vaqtgacha barqarordir. Hech bo'lmaganda biz bilganimizcha, ular
milliardlab yillar davomida hech qanday o'zgarishsiz azob chekishadi.
Shunday qilib, barcha bu nurlantirilgan zarralar, ularni yutib yuboradigan biron bir materiya bilan
to'qnashganda, shu qadar uzoq (uzoqroq bo'lsa ham) tirik qoladi. Fotonlarda deyarli har qanday
materiya ishlatiladi. Energiya protonlarini to'xtatish va yutish ancha qiyin, va undan ham qiyin
neytrinlar. Gravitonlarga kelsak, hozirgacha juda oz narsa ma'lum.
Endi koinot o'zgarmas konfiguratsiyada joylashgan yulduzlardan iborat edi deylik. Yulduz tomonidan
chiqarilgan har qanday zarracha biron bir narsaga (boshqa yulduzga) tegib, so'rilib ketmaguncha
kosmosdan o'tib borar edi. Zarralar bir yulduzdan ikkinchisiga o'tib ketar va oxir oqibat, har biri
o'zidan chiqqan barcha energiyani qaytarar edi. Ko'rinib turibdiki, koinot abadiy o'zgarishi kerak.
Bunday emasligi uchta narsaning natijasidir:
1. Koinot nafaqat yulduzlardan iborat, balki katta sayyoralardan tortib yulduzlararo changgacha ham
muhim miqdordagi sovuq moddalarni o'z ichiga oladi. Bu sovuq modda zarrachani sekinlashtirganda,
u uni so'radi va evaziga kamroq baquvvat zarralarni chiqaradi. Bu degani, oxir-oqibat sovuq
moddaning harorati vaqt o'tishi bilan ortadi va yulduzlarning energiya miqdori pasayadi.
2. Yulduzlar tomonidan chiqarilgan ba'zi zarralar (masalan, neytrinlar va gravitonlar), shuningdek
materiyaning boshqa shakllari ular tomonidan shu qadar mayda moyillikka ega bo'ladiki, koinot
mavjud bo'lgandan beri ularning ozgina qismi singib ketgan. . Bu kosmosda aylanib yurgan
yulduzlarning umumiy energiyasining ulushi ortib borayotganligini va yulduzlarning energiya
miqdori kamayganligini aytish bilan barobar.
3. Olam kengayib bormoqda. Har yili galaktikalar orasidagi bo'shliq kattaroq bo'lib, proton va
fotonlar singari zarralar ham materiyaga tegmasdan va so'rilishidan oldin o'rtacha uzoqroq masofani
bosib o'tishlari mumkin. Bu har yili yulduzlar yutadigan energiya chiqindilarga qaraganda ancha
past bo'lishining yana bir sababi, chunki kengaytirish natijasida hosi l bo'lgan qo'shimcha bo'shliqni
energiya zarralari bilan to'ldirish uchun va u so'rilmaguncha ko'proq energiya sarflanadi.
Bu oxirgi sabab o'z-o'zidan etarli. Koinot kengayishda davom etar ekan, u salqinlashda davom etadi.
Tabiiyki, koinot yana siqila boshlaganda (agar shunday deb faraz qilsak), vaziyat teskari bo'lib, yana
qiziy boshlaydi.